Левада родился в семье потомков выходцев из Португалии и Ирландии, иммигрировавших в район Сан-Франциско в 1860-е гг. Вырос в Лонг-Бич и Хьюстоне, учился в одной из семинарий архиодиоцеза Лос-Анджелес и Папском Североамериканском Колледже в Риме. Высшее теологическое образование получил в Папском Григорианском университете. В сан священника был посвящён 20 декабря 1961 года.
В 1961—1966 годах Левада работал в ряде приходов архидиоцеза Лос-Анджелес и преподавал в средних школах. Затем вернулся в Рим для продолжения обучения в Североамериканском Колледже. В 1971 году получил степень доктора теологии, после чего вернулся в США, где преподавал богословие на теологическом факультете семинарии св. Иоанна в Камарильо, Калифорния.
C 1976 года по 1982 год Левада работал уже в Ватикане, в Конгрегации доктрины веры, под руководством сначала кардинала Франьо Шепера, а затем кардинала Йозефа Ратцингера, будущего папы Бенедикта XVI.
В 1982 году архиепископ Лос-Анджелеса кардинал Тимоти Мэннинг назначил Леваду исполнительным директором Конференции католических епископов Калифорнии, организации, ответственной за общественную политику церкви в Калифорнии.
Левада был рукоположен в титулярные епископы Капри 12 мая 1983 года и назначен вспомогательным епископом в Лос-Анджелесский архидиоцез. В 1984 году ему поручили должность генерального викария округа Санта-Барбара. Под руководством нового архиепископа Лос-Анджелеса Роджера Махони Левада занимался реорганизацией внутренней структуры диоцеза.
21 сентября 1986 года назначен архиепископом Портленда (Орегон, США). В 1987 году кардинал Ратцингер назначает Леваду и ещё шесть епископов редакторами готовящегося к выходу Катехизиса католической церкви. Левада активно участвует в подготовке издания и в его переводе на английский язык.
17 августа 1995 года Левада становится сначала архиепископом-коадъютором, а 27 декабря того же года наследует Джону Рафаэлю Куинну на посту архиепископа Сан-Франциско. В ноябре 2000 года он назначается одним из членов Конгрегации доктрины веры, возвращаясь к работе под руководством кардинала Ратцингера, но одновременно оставаясь во главе Сан-Францискской епархии. С ноября 2003 года по 2005 год Левада является также главой комиссии Конференции католических епископов США по вероучению.
13 мая 2005 года папа римский Бенедикт XVI, бывший кардинал Йозеф Ратцингер, выбирает именно Уильяма Леваду в качестве своего наследника на посту префекта Конгрегации доктрины веры. Среди причин, побудивших понтифика сделать такой выбор, был безусловно и предыдущий опыт совместной работы в этой структуре Римской курии и роль Левады как главного редактора Катехизиса католической церкви.
17 августа 2005 года Левада официально покинул пост архиепископа Сан-Франциско.
24 марта 2006 года Левада был назван в числе 15 кардиналов первой консистории Бенедикта XVI. Это назначение было ожидаемо, принимая во внимание значение поста, который он занимает. Кардинал Левада стал кардиналом-дьяконом с дьяконством Санта-Мария-ин-Домника.
Кардинал Левада — самый высокопоставленный американец в Римской курии. Известен своим консерватизмом.
8 июля 2009 года папа римский Бенедикт XVI поблагодарил кардинала Дарио Кастрильона Ойоса, в конце его служения председателем Папской Комиссии Ecclesia Dei, и назвал кардинала Уильяма Джозефа Леваду, префекта Конгрегации Доктрины Веры, председателем той же самой Комиссии. В тот же самый день, было опубликовано motu proprio Ecclesia Unitatem, относительно этой папской комиссии, датированное 2 июля 2009 года.